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TITULO: PRUEBAS EN TRANSFORMADORES SEGN NORMAS

OBJETIVO: Realizar las pruebas necesarias segn Normas para establecer las caractersticas, condiciones de funcionamiento y operacin de un transformador monofsico.

EQUIPO UTILIZADO:

Transformador monofsicoMegahmetro.Probador de aceite HIPOTRONICS.Interruptores.Cables y conductoresAparatos de medicin.

SUSTENTACIN TERICA: Las pruebas de modo general son necesarias para:

a) Perfeccionar un prototipo.b) Dar seguridad sobre elementos crticos.c) Certificar el funcionamiento integral.d) Calificar un proceso de fabricacin y principalmente para:e) Evaluar es estado del equipo.

Entonces a partir de estas consideraciones, se tiene una visin un poco ms definida de lo que se va a realizar en el laboratorio.

El transformador que fue utilizado en el desarrollo de la prctica no tena datos de placa, pero sus valores caractersticos aproximados son los siguientes:

Transformador monofsico.Potencia: 5 kVAVoltaje primario: 13200 V GRDY: 7620Voltaje secundario: 120 / 240 VFrecuencia: 60 Hz.Impedancia de cortocircuito: 2%

Tomando en cuenta estos datos se procedi a realizar cada una de las pruebas en el transformador.

Cabe anotar que las pruebas realizadas en el transformador fueron en su totalidad pruebas ordinarias, pues con el transformador con el que se desarroll la prctica fue algo complicado realizar las pruebas especiales.

DESARROLLO:

Clculo del circuito equivalente del transformador:ZCC = VCC = 252 = 12,09 ICC 20.83

REq = PCC = 138 = 0.32 ICC2 20.832

XEq = (ZCC2 REq2) = (12,092 0.322) = 12,09

YCA = ICA = 0.94 = 0.00392 VCA 240

GEq = PCA = 38 = 0.000665 VCA2 2402

Bm = (YCA2 GEq2) = (0.003922 0.0006652) = 0.00385

Para el clculo de la potencia de cortocircuito a 85 fue necesario utilizar la siguiente relacin de transformacin :

Tt

RRt

T +

+=

5.2345.234

Donde: Rt es la parte real de la impedancia de cortocircuito calculada en el circuito

equivalentet = temperatura ambiente a la cual se realizaron las prcticas.

(20)T = temperatura segn normas (85)

Clculo de la potencia de cortocircuito:PCC= RTIn2

0.440.720.32

==TR

PCC(85) = 0.44 x (20.83)2 = 190,91 W

INFORME:1. Qu pruebas sugiere usted que se realice en un transformador

previa a su instalacin y porqu?

Las pruebas que deberan ser realizadas en un transformador antes de su instalacin, simplemente deberan ser las suficientes, de tal manera que se tenga un criterio ms amplio y especfico de cualquier tipo de anomala o desperfecto en el transformador en el caso de que stos existan.

Por lo tanto no ser suficiente nombrar tal o cul prueba, sino aquellas que se puedan realizar con los materiales disponibles en el lugar donde stas vayan a ser realizadas. No se puede especificar qu prueba porque de cada una de stas se pueden obtener parmetros que nos darn a conocer el verdadero estado del transformador analizado.

En el caso de la prctica las pruebas que se realizaron en el transformador monofsico de distribucin, previo a su instalacin fueron las "pruebas de rutina" siendo stas:

Medicin de la resistencia de aislamiento. Prueba dielctrica en el aceite. Relacin de transformacin. Prueba de circuito abierto. Prueba de cortocircuito.

1.- Medicin de la resistencia del aislamiento

El objetivo de esta prueba es el de establecer si existe el suficiente aislamiento entre las partes vivas del transformador. Se la realiza con ayuda del MEGGER y se determina la resistencia de aislamiento entre:

- Alta - Baja- Alta - Tanque- Baja - Tanque

Conexin del MEGGER

Los valores de resistencias de aislamiento se especifican en normas y estos estn dados en funcin de la clase de aislamiento.

2.- Prueba Dielctrica en el aceite

El objetivo de esta prueba es determinar la bondad del aceite como elemento aislante.El principio de operacin de esta prueba radica en provocar descargas en el aceite aplicando un alto voltaje entre dos electrodos para una muestra de 5 descargas cada una durante un intervalo de tiempo de 1 minuto. Para esto se utiliza el probador de aceite HIPOTRONICS y por norma se verifica la bondad del dielctrico.

3.- Relacin de transformacin

El objetivo de esta prueba es el de verificar los datos de placa relacionados con el voltaje y determinar si estn dentro del rango de tolerancia establecidos en norma. Para comprobar dicha relacin se energiza al transformador por el lado de baja con un voltaje de valor conocido y se mide la tensin inducida en el devanado de alto voltaje.

Para el normal desarrollo de esta prueba es necesario tomar en cuenta la referencia de tierra que se establece para todo el circuito, pues de otra forma se corre el peligro de que se produzca un cortocircuito..

Relacin de transformacin

Las normas introducen una tolerancia de 1/200 de la relacin indicada por el fabricante.

4.- Prueba de circuito abierto

El objetivo de esta prueba es la determinacin de la corriente de magnetizacin y las prdidas en vaco.

Para la realizacin de esta prueba se alimenta el transformador por el lado de baja, manteniendo el lado de alta en circuito abierto. Se toman valores de potencia, voltaje y corriente. El circuito de conexin se muestra en la figura.

Prueba de circuito abierto

Observacin: Esta prueba debe ser realizada a voltaje nominal.

5.- Prueba de Cortocircuito

El objetivo de esta prueba es determinar las prdidas en el cobre y el valor de impedancia. Para la realizacin de esta prueba se alimenta el transformador por el lado de alta, manteniendo el lado de baja cortocircuitado. Se toman valores de potencia, voltaje y corriente. El circuito de conexin se muestra en la figura.

Prueba de corto circuito

2. Haga un informe de las pruebas que se han realizado en la prctica .

PRUEBAS DE RUTINA EN TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION MONOFASICO CON DOS BUSHINGS.

Fecha : 15 de Enero del 2006

Lugar: Quito, Ecuador, Edificio de Ingeniera Elctrica, Laboratorio de Alto Voltaje.

DATOS DE PLACA.- El transformador no posee datos de placa.

Transformador monofsico.Potencia: 5 kVAVoltaje primario: 13200 V GRDY: 7620Voltaje secundario: 120 / 240 VFrecuencia: 60 Hz.Impedancia de cortocircuito: 2%

1. MEDIDA DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO

OBJETIVO : Comprobar si las partes del transformador estn suficientemente aisladas.

EQUIPO : Megger de 5.0 KV

NORMA : ANSI C 57.12

RESULTADOS :

TERMINAL DE ALTA vs. TERMINAL DE BAJA : 2500 M TERMINAL DE ALTA vs. TANQUE : 3000 M TERMINAL DE BAJA vs. TANQUE : 1200 M

REPORTE:

De acuerdo a los datos obtenidos en el laboratorio, se puede concluir que las partes activas del transformador s estn lo suficientemente aisladas, por lo que esta prueba no result muy determinante el momento de evaluar el estado del transformador.

2. PRUEBA DIELECTRICA DEL ACEITE AISLANTE

OBJETIVO : Verificar la bondad del dielctrico.

EQUIPO : Probador de aceite HIPOTRONICS.

NORMA : ASTM (29-D-877)

RESULTADOS :VD1 = 40 KVVD2 = 36 KVVD3 = 38 KVVD4 = 28 KVVD5 = 39 KV

VD = 36,2 KvREPORTE:

Se considera un aceite aislante de buena calidad si el voltaje promedio de disrupcin es igual o mayor a 30KV. El voltaje de disrupcin del aceite aislante del transformador sobrepasa el valor determinado por la norma, por lo que el aceite pasa la prueba.

3. RELACION DE TRANSFORMACION

OBJETIVO : Verificar los datos de placa del transformador en relacin al voltaje.

NORMA : CEI Publicacin 76 Seccin 12, Tabla XIV

EQUIPO : Aparatos de medicin, TTR.

RESULTADOS :

Para esta prueba se aliment en el terminal de baja, tomndose datos y mediciones en el terminal de alta.

31,768 : 17620 V : 240 V

Para el menor valor de voltaje63,534 : 1

7620 V : 120 VREPORTE:

En el TAP principal la tolerancia es 1/200 la relacin indicada por el fabricante, entonces aproximadamente el valor de TTR es 7620 V, por lo que aprueba la norma.

4. PRUEBA DE CIRCUITO ABIERTO

OBJETIVO : Determinar la corriente de magnetizacin y las prdidas en vaco.

EQUIPO : Fuente de voltaje variable, 60 Hz Vatmetro de bajo factor de potencia, cos = 0,2. Aparatos de medicin.

NORMA : CEI - Pub 76 - Seccin 12 RESULTADOS :

Voltaje de alimentacin en baja : 240 VCorriente de magnetizacin : 0.94 A Prdidas en vaco (20 C) 38.0 W

REPORTE:

De acuerdo a la Direccin de Distribucin de la EEQQ, las prdidas estn determinadas por PO= 30W. La lectura tomada en el desarrollo de la prctica fue 38.0 W, lo que nos indica que hay que considerar este tipo de prdidas como uno de los factores del posible mal estado del transformador. Cabe anotar que las prdidas PO dependen de las caractersticas del ncleo, por lo que se recomienda cambiar este elemento.

5. PRUEBA DE CORTOCIRCUITO

OBJETIVO : Determinacin de las prdidas en los devanados y verificacin de la impedancia con la de la placa.

EQUIPO : Fuente variable de bajo voltaje de 60 Hz. Aparatos de medicin.

NORMA : CEI- Pub 76 Seccin 12I RESULTADOS :

Corriente en bobina de bajo voltaje20.83 A

Corriente en bobina de alto voltaje0.72 A

Voltaje de cortocircuito (20 C) 252,0 V

Prdidas en el cobre (20 C)132 W

Prdidas en el cobre (85 C)165.92

Totales

Prdidas totales (20 C) 170.0 WPrdidas totales (85 C) 203.41 W REPORTE:

De acuerdo a la Direccin de Distribucin de la EEQQ, las prdidas PC (85)tienen un valor de 90 W. Los datos obtenidos en el laboratorio nos dan como resultado que stas prdidas son en el orden de 170,0 W, lo que nos indica que hay que considerar las prdidas en el cobre como uno de los factores del posible mal estado del transformador.

Las perdidas totales estn dadas por la siguiente expresin:

)()85( WPcPoPt +=

De acuerdo a esto se tiene que Pt = 40 W + 170 W, Pt = 210 (W).

La norma para transformadores de 5kVA nos dice que Pt = 120 (W), lo que nos muestra que tanto las prdidas en el cobre como en el ncleo son muy grandes por lo que el transformador, determinadas ambas pruebas no se encuentra en ptimas condiciones para su instalacin y posterior operacin.

BIBLIOGRAFA:NORMAS ASTM 29- D- 877, IEC Publicacin 76.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Nombre: ANGUISACA MOROCHO ALEX

- Para una correcta realizacin de las pruebas se debe tener conocimiento de los valores nominales del transformador, as evitaremos malas manipulaciones en el transformador. Para esto se hace indispensable el conocer los datos de placa del transformador.

- De acuerdo a las pruebas realizadas en el transformador monofsico de distribucin del laboratorio se pueden sacar las siguientes conclusiones:

- Las pruebas tanto de resistencia del aislamiento, como relacin de transformacin estn dentro de los parmetros establecidos por normas.

- La prueba dielctrica del aceite aislante paso la prueba ya que su voltaje de disrupcin supero el indicado en la norma.

- En las pruebas de cortocircuito y circuito abierto se han determinado prdidas superiores a las definidas por la norma, tanto as que ni siquiera estn dentro de los lmites establecidos por el rango de tolerancia.

o Por lo que se hace necesario la inmediata salida de servicio de este transformador ya que para mejorar estos valores sera necesario cambiar algunos componentes internos del transformador, que sera algo difcil pues stos vienen establecidos por el fabricante.

- Los aparatos de medicin para la toma de pruebas en los transformadores facilitaron en mucho la revisin del transformador, el tiempo tomado en realizar toda la toma de pruebas fue relativamente corto y el procedimiento sencillo.

TotalesCONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES